Né à Mulhouse, Lionel Lingelser commence ses études de théâtre en 2002 à Paris, où il intègre rapidement la Classe Libre des Cours Florent. En 2006, il entre au Conservatoire national supérieur d’art dramatique de Paris, où il suit les cours de Dominique Valadié, Daniel Mesguich, Andrzej Seweryn et travaille avec Alfredo Arias, Mario Gonzales, Gérard Desarthe et Antoine Mathieu.

Parallèlement, Lionel joue au Théâtre du Rond Point sous la direction de Jean-Michel Ribes dans Musée Haut Musée Bas. En 2006, il participe à la création de la compagnie Lalasonge dirigée par Annabelle Simon et joue dans La Dispute de Marivaux ainsi que dans un cabaret autour de Dario Fo. En 2009 et 2010 il interprète le rôle titre dans Les Fourberies de Scapin, mis en scène par Omar Porras et part en tournée internationale. Sa rencontre avec Omar lui fait poursuivre son travail sur le masque avec le Théâtre Nomade autour d’une création collective, La Dernière Noce. Puis en 2011, il joue dans Une Visite inopportune de Copi, mise en scène par Philippe Calvario au Théâtre de l’Athénée. Il rejoint ensuite le Théâtre du Phare en 2012 dirigé par Olivier Letellier pour le spectacle solo Oh Boy ! (moliérisé en 2010) ainsi que la création Un Chien dans la tête. En 2016 il joue dans le spectacle de Pauline Ribat Depuis l’Aube, Ôde aux clitoris. Il rejoint le collectif Les Possédés sous la houlette de Rodolphe Dana en septembre 2017 pour Price, adaptation théâtrale du roman éponyme de Steve Tesich.

En 2012, il crée la compagnie Munstrum Théâtre à Mulhouse aux côtés de Louis Arene, alors pensionnaire de la Comédie française. La compagnie crée les spectacles L'Ascension de Jipé (2014), Le Chien, la Nuit et le Couteau de Marius von Mayenburg (2016), 40° sous Zéro (2019), diptyque autour de L'Homosexuel ou la difficulté de s'exprimer & Les Quatre Jumelles de Copi, et à l'automne 2021, Zypher Z, mis en scène par Louis Arene.

Au sein de la compagnie, Lionel Lingelser crée deux formes de micro-théâtre pour la Nuit des Compagnies à Mulhouse, Intempéries (2015) et Leaks (2016). Il co-met en scène avec Louis Arene Clownstrum (2018). En 2021, il met en scène et joue dans Les Possédés d'Illfurth, forme solo co-écrite avec Yann Verburgh.

Au cinéma, il fait ses premiers pas dans 15 ans et demi de F. Desagnat et T. Sorriaux et à la télévision sous la direction de Joël Santoni et Philippe Monnier. En 2015, Lionel Lingelser tourne son premier grand rôle au cinéma au côté de Gérard Depardieu dans le film Big House de Jean Emmanuel Godart ainsi que dans la série américaine Outlander où il joue le personnage de Louis XV. Il joue également dans la série française Netflix Osmosis et dans le dernier film de Katia Lewkowicz.

Pour Radio France, on le retrouve dans les fictions adaptées et réalisées par Cédric Aussir, Le Père Goriot de Balzac, et Albert Camus, une jeunesse algérienne, ainsi que dans Nicolas Fouquet, Roi d'une nuit adaptée et réalisée par Benjamin Abitan.

Sa passion pour le masque l'amène à développer tout un pan pédagogique autour du théâtre physique, du corps et des techniques masquées. Il intervient en milieu scolaire (collèges et lycées) ainsi qu'auprès des amateurs. Il est notamment intervenu à l'Université de Strasbourg, à la Sorbonne Paris 3, à l'Université de Rennes 2 et est invité avec Louis Arene à l'Université de Princeton aux Etats-Unis pour un workshop autour du travail du masque. Il enseigne deux ans au LFTP (Laboratoire de Formation au Théâtre Physique) à Montreuil et intervient sous forme de workshops au conservatoire de Mulhouse.

Avec la Filature, il intervient à la maison d'arrêt de Mulhouse en 2018 et crée un spectacle avec les détenus aux côtés de Vladimir Perrin. En 2019, ils réalisent avec Claudius Pan un film autour de ce stage.